Détermination de la puissance de la chaufferie. Structure technologique de la chaufferie. Correction des calculs - points supplémentaires

Les chaufferies peuvent différer par les tâches qui leur sont assignées. Il existe des sources de chaleur qui visent uniquement à fournir de la chaleur aux objets, il existe des sources d'eau chaude et des sources mixtes qui produisent à la fois de la chaleur et de l'eau chaude. Puisque les objets desservis par la chaufferie peuvent être différentes tailles et la consommation, alors pendant la construction, vous devez être particulièrement prudent lors du calcul de la puissance.

Puissance chaufferie – somme des charges

Pour déterminer correctement quelle chaudière vous devez acheter, vous devez prendre en compte un certain nombre de paramètres. Il s’agit notamment des caractéristiques de l’objet connecté, de ses besoins et du besoin de réserve. Dans le détail, la puissance de la chaufferie est constituée des grandeurs suivantes :

• Chauffage des locaux. Traditionnellement pris en fonction de la superficie. Mais il faut aussi tenir compte pertes de chaleur et inclure dans le calcul le pouvoir de les compenser ;
• Stock technologique. Ce poste comprend le chauffage de la chaufferie elle-même. Pour un fonctionnement stable de l'équipement, un certain régime thermique est requis. C'est indiqué dans le passeport du matériel ;
• Alimentation en eau chaude ;
• Action Existe-t-il des plans pour augmenter la surface chauffée ?
• Autres besoins. Est-il prévu de se raccorder à la chaufferie ? dépendances, piscines et autres locaux.

Souvent, lors de la construction, il est recommandé de régler la puissance de la chaufferie sur la base d'une proportion de 10 kW de puissance par 100 mètres carrés. Cependant, en réalité, le calcul de cette proportion est beaucoup plus difficile. Il est nécessaire de prendre en compte des facteurs tels que les « temps d'arrêt » des équipements pendant la saison creuse, les éventuelles fluctuations de la consommation d'eau chaude, et également de vérifier dans quelle mesure il est possible de compenser les pertes de chaleur du bâtiment avec la puissance du chaufferie. Il est souvent plus économique de les éliminer par d’autres moyens. Sur la base de ce qui précède, il devient évident qu'il est plus rationnel de confier le calcul de la puissance à des spécialistes. Cela permettra d’économiser non seulement du temps, mais aussi de l’argent.

Pour fournir température confortable tout au long de l’hiver, la chaudière doit produire la quantité d’énergie thermique nécessaire pour reconstituer toutes les pertes thermiques du bâtiment/pièce. De plus, il est également nécessaire de disposer d'une petite réserve de marche en cas de froid anormal ou d'agrandissement de la zone. Nous parlerons de la façon de calculer la puissance requise dans cet article.

Pour déterminer les performances équipement de chauffage Tout d’abord, vous devez déterminer les pertes de chaleur du bâtiment/de la pièce. Ce calcul est dit thermotechnique. Il s’agit de l’un des calculs les plus complexes de l’industrie car de nombreux éléments doivent être pris en compte.

Bien entendu, l’ampleur des pertes de chaleur est influencée par les matériaux utilisés dans la construction de la maison. Par conséquent, les matériaux de construction à partir desquels sont constitués les fondations, les murs, le sol, le plafond, les planchers, le grenier, le toit, les ouvertures de fenêtres et de portes sont pris en compte. Le type de câblage du système et la présence de planchers chauffants sont pris en compte. Dans certains cas, ils considèrent même la présence appareils électroménagers, qui génère de la chaleur pendant le fonctionnement. Mais une telle précision n’est pas toujours requise. Il existe des méthodes qui permettent d'estimer rapidement les performances requises d'une chaudière de chauffage sans plonger dans la jungle du chauffage.

Calcul de la puissance de la chaudière de chauffage par zone

Pour une estimation approximative des performances requises unité thermique superficie suffisante des locaux. Dans le très version simplifiée pour la Russie centrale, on estime qu'1 kW de puissance peut chauffer 10 m 2 de surface. Si vous possédez une maison d'une superficie de 160 m2, la puissance de la chaudière pour la chauffer est de 16 kW.

Ces calculs sont approximatifs, car ni la hauteur sous plafond ni le climat ne sont pris en compte. À cette fin, il existe des coefficients calculés expérimentalement, à l'aide desquels les ajustements appropriés sont effectués.

La norme spécifiée est de 1 kW pour 10 m2, adaptée aux plafonds de 2,5 à 2,7 m. Si vous avez des plafonds plus élevés dans la pièce, vous devez calculer les coefficients et recalculer. Pour cela, divisez la hauteur de votre local par la norme 2,7 m et obtenez un facteur de correction.

Calculer la puissance d'une chaudière de chauffage par zone est le moyen le plus simple

Par exemple, la hauteur sous plafond est de 3,2 m. On calcule le coefficient : 3,2m/2,7m=1,18, on arrondit à l'unité supérieure, on obtient 1,2. Il s'avère que pour chauffer une pièce de 160 m 2 avec une hauteur sous plafond de 3,2 m, une chaudière de chauffage d'une capacité de 16 kW * 1,2 = 19,2 kW est nécessaire. Ils arrondissent généralement, donc 20 kW.

Pour prendre en compte les caractéristiques climatiques, il existe des coefficients prêts à l'emploi. Pour la Russie, ce sont :

• 1,5-2,0 pour les régions du nord ;
• 1,2-1,5 pour les régions de la région de Moscou ;
• 1,0-1,2 pour la bande médiane ;
• 0,7-0,9 pour les régions du sud.

Si la maison est dans voie du milieu, juste au sud de Moscou, appliquez un coefficient de 1,2 (20 kW * 1,2 = 24 kW), si dans le sud de la Russie en Région de Krasnodar, par exemple, le coefficient est de 0,8, c'est-à-dire qu'il faut moins de puissance (20 kW * 0,8 = 16 kW).

Calcul du chauffage et sélection de la chaudière - étape importante. Trouvez la puissance de manière incorrecte et vous pouvez obtenir le résultat suivant...

Ce sont les principaux facteurs à prendre en compte. Mais les valeurs trouvées sont valables si la chaudière fonctionne uniquement pour le chauffage. Si vous devez également chauffer de l'eau, vous devez ajouter 20 à 25 % du chiffre calculé. Ensuite, vous devez ajouter une « marge » pour le pic températures hivernales. Cela représente encore 10 %. Au total nous obtenons :

• Pour chauffer une maison et de l'eau chaude dans la zone médiane 24 kW + 20 % = 28,8 kW. La réserve pour le froid est alors de 28,8 kW + 10 % = 31,68 kW. Nous arrondissons et obtenons 32 ​​kW. Si l’on compare avec le chiffre initial de 16 kW, la différence est double.
• Maison dans la région de Krasnodar. On ajoute de la puissance pour chauffer l'eau chaude : 16 kW + 20 % = 19,2 kW. Désormais, la « réserve » pour le froid est de 19,2+10 %=21,12 kW. Arrondir : 22 kW. La différence n’est pas si frappante, mais elle reste néanmoins assez significative.

D'après les exemples, il ressort clairement qu'au moins ces valeurs doivent être prises en compte. Mais il est évident que lors du calcul de la puissance de la chaudière pour une maison et un appartement, il devrait y avoir une différence. Vous pouvez procéder de la même manière et utiliser des coefficients pour chaque facteur. Mais il existe un moyen plus simple qui vous permet d’effectuer des corrections en une seule fois.

Lors du calcul d'une chaudière de chauffage pour une maison, un coefficient de 1,5 est utilisé. Il prend en compte la présence de pertes de chaleur par le toit, le sol et les fondations. Valable pour un degré d'isolation des murs moyen (normal) - maçonnerie avec deux briques ou matériaux de construction présentant des caractéristiques similaires.

Pour les appartements, différents coefficients s'appliquent. S'il y a une pièce chauffée au dessus (un autre appartement), le coefficient est de 0,7, s'il y a un grenier chauffé - 0,9, si grenier non chauffé— 1,0. Il faut multiplier la puissance de la chaudière trouvée selon la méthode décrite ci-dessus par l'un de ces coefficients et obtenir une valeur assez fiable.

Pour démontrer l'avancement des calculs, calculons la puissance chaudière à gaz chauffage pour un appartement de 65 m2 avec 3 m de plafond, situé en Russie centrale.

1. Nous déterminons la puissance nécessaire par surface : 65m 2 /10m 2 = 6,5 kW.
2. Nous effectuons un ajustement pour la région : 6,5 kW * 1,2 = 7,8 kW.
3. La chaudière va chauffer l'eau, on ajoute donc 25% (on l'aime chaud) 7,8 kW * 1,25 = 9,75 kW.
4. Ajoutez 10 % pour le froid : 7,95 kW * 1,1 = 10,725 kW.

Maintenant, nous arrondissons le résultat et obtenons : 11KW.

Cet algorithme est valable pour sélectionner des chaudières de chauffage utilisant tout type de combustible. Calcul de puissance chaudière électrique le chauffage ne sera pas différent du calcul d'une chaudière à combustible solide, à gaz ou à combustible liquide. L'essentiel est la productivité et l'efficacité de la chaudière, et les pertes de chaleur ne changent pas selon le type de chaudière. Toute la question est de savoir comment dépenser moins d’énergie. Et c'est le domaine de l'isolation.

Puissance de chaudière pour appartements

Lors du calcul des équipements de chauffage des appartements, vous pouvez utiliser les normes SNiP. L'utilisation de ces normes est également appelée calcul de la puissance de la chaudière en volume. SNiP définit la quantité de chaleur requise pour en chauffer un mètre cube air dans les bâtiments typiques :

• pour chauffer 1m 3 v maison à panneaux 41 W requis ;
• V maison en brique par m 3 il y a 34W.

Connaissant la superficie de l'appartement et la hauteur des plafonds, vous trouverez le volume, puis, en multipliant par la norme, vous connaîtrez la puissance de la chaudière.

Par exemple, calculons la puissance de chaudière requise pour des locaux situés dans une maison en brique d'une superficie de 74 m2 avec des plafonds de 2,7 m.

1. On calcule le volume : 74m2 *2,7m=199,8m3
2. Nous calculons selon la norme la quantité de chaleur nécessaire : 199,8*34W=6793W. On arrondit et convertit en kilowatts, on obtient 7 kW. C'est ce qui va se passer puissance requise, que l'unité thermique doit produire.

Il est facile de calculer la puissance pour la même pièce, mais dans une maison à panneaux : 199,8*41W=8191W. En principe, en chauffage, ils sont toujours arrondis, mais vous pouvez prendre en compte le vitrage de vos fenêtres. Si les fenêtres sont équipées de double vitrage à économie d'énergie, vous pouvez arrondir à l'inférieur. Nous pensons que les fenêtres à double vitrage sont bonnes et obtiennent 8 kW.

Le choix de la puissance de la chaudière dépend du type de bâtiment - les bâtiments en briques nécessitent moins de chaleur pour chauffer que les bâtiments en panneaux

Ensuite, comme dans le calcul d'une maison, il faut tenir compte de la région et de la nécessité de préparer de l'eau chaude. Les corrections pour temps froid anormal sont également pertinentes. Mais dans les appartements, l'emplacement des pièces et le nombre d'étages jouent un rôle important. Les murs donnant sur la rue doivent être pris en compte :

• Un mur extérieur — 1,1
• Deux - 1.2
• Trois - 1.3

Après avoir pris en compte tous les coefficients, vous en aurez assez valeur exacte, sur lequel vous pouvez compter lors du choix d'un équipement de chauffage. Si vous souhaitez recevoir un calcul thermique précis, vous devez le commander auprès d'un organisme spécialisé.

Il existe une autre méthode : déterminer les pertes réelles à l'aide d'une caméra thermique - appareil moderne, qui montrera également les endroits par lesquels la chaleur s'échappe plus intensément. Dans le même temps, vous pouvez éliminer ces problèmes et améliorer l’isolation thermique. Et la troisième option consiste à utiliser un programme de calcul qui calculera tout pour vous. Il vous suffit de sélectionner et/ou de saisir les données requises. A la sortie, vous recevrez la puissance calculée de la chaudière. Certes, il y a ici un certain risque : on ne sait pas exactement dans quelle mesure les algorithmes qui sont à la base d'un tel programme sont corrects. Il faut donc encore le calculer au moins approximativement pour comparer les résultats.

Nous espérons que vous avez maintenant une idée sur la façon de calculer la puissance de la chaudière. Et vous ne vous trompez pas sur ce dont il s’agit et non sur un combustible solide, ou vice versa.

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3.3. Sélection du type et de la puissance des chaudières

Nombre de chaudières en fonctionnement par mode saison de chauffage dépend de la puissance thermique nécessaire à la chaufferie. L'efficacité de fonctionnement maximale de la chaudière est atteinte à la charge nominale. Par conséquent, la puissance et le nombre de chaudières doivent être sélectionnés de manière à ce que dans différents modes de période de chauffage, elles aient des charges proches des charges nominales.

Le nombre de chaudières en fonctionnement est déterminé par la valeur relative de la réduction admissible de la puissance thermique de la chaufferie au cours du mois le plus froid de la période de chauffage en cas de panne de l'une des chaudières.

, (3.5)

où est la puissance minimale autorisée de la chaufferie pendant le mois le plus froid ; – maximum (calculé) puissance thermique chaufferie, z– nombre de chaudières. Le nombre de chaudières installées est déterminé à partir de l'état , où

Les chaudières de secours ne sont installées que lorsqu'il existe des exigences particulières en matière de fiabilité de l'approvisionnement en chaleur. Dans les chaufferies à vapeur et à eau chaude, en règle générale, 3 à 4 chaudières sont installées, ce qui correspond à et. Des chaudières du même type et de la même puissance doivent être installées.

3.4. Caractéristiques des chaudières

Les chaudières à vapeur sont divisées en trois groupes en fonction de leurs performances : faible puissance(4…25 t/h), puissance moyenne(35...75 t/h), haute puissance(100...160 t/h).

En fonction de la pression de la vapeur, les chaudières peuvent être divisées en deux groupes : basse pression(1,4...2,4 MPa), pression moyenne 4,0 MPa.

Les chaudières à vapeur basse pression et basse puissance comprennent les chaudières DKVR, KE, DE. Les chaudières à vapeur produisent de la vapeur saturée ou légèrement surchauffée. Nouveau chaudières à vapeur KE et DE basse pression ont une capacité de 2,5…25 t/h. Les chaudières de la série KE sont conçues pour brûler des combustibles solides. Les principales caractéristiques des chaudières de la série KE sont indiquées dans le tableau 3.1.

Tableau 3.1

Basique caractéristiques de conception chaudières KE-14S

Les chaudières de la série KE peuvent fonctionner de manière stable dans une plage de 25 à 100 % de la puissance nominale. Les chaudières de la série DE sont conçues pour brûler des combustibles liquides et gazeux. Les principales caractéristiques des chaudières de la série DE sont données dans le tableau 3.2.

Tableau 3.2

Principales caractéristiques des chaudières de la série DE-14GM

Les chaudières de la série DE produisent des saturés ( t=194 0 C) ou vapeur légèrement surchauffée ( t=225 0 C).

Les chaudières à eau chaude fournissent graphique de température fonctionnement des systèmes d'alimentation en chaleur 150/70 0 C. Des chaudières à eau chaude des marques PTVM, KV-GM, KV-TS, KV-TK sont produites. La désignation GM signifie gaz et pétrole, TS signifie combustible solide avec combustion en couches, TK – combustible solide avec combustion en chambre. Chaudières à eau chaude sont répartis en trois groupes : faible puissance jusqu'à 11,6 MW (10 Gcal/h), moyenne puissance 23,2 et 34,8 MW (20 et 30 Gcal/h), haute puissance 58, 116 et 209 MW (50, 100 et 180 Gcal/h). h). Les principales caractéristiques des chaudières KV-GM sont données dans le tableau 3.3 (le premier chiffre dans la colonne température du gaz est la température lors de la combustion du gaz, le second est lors de la combustion du fioul).

Tableau 3.3

Principales caractéristiques des chaudières KV-GM

Caractéristiques	KV-GM-4	KV-GM-6.5	KV-GM-10	KV-GM-20	KV-GM-30	KV-GM-50	KV-GM-100
Puissance, MW	4,6	7,5	11,6	23,2
Température de l'eau, 0 C	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70
Température du gaz, 0 C	150/245	153/245	185/230	190/242	160/250	140/180	140/180

Afin de réduire le nombre de chaudières installées dans une chaufferie à vapeur et à eau, des chaudières unifiées à vapeur et à eau ont été créées, capables de produire soit un type de liquide de refroidissement - vapeur ou eau chaude, soit deux types - à la fois de la vapeur et eau chaude. Basée sur la chaudière PTVM-30, la chaudière KVP-30/8 a été développée avec une capacité de 30 Gcal/h pour l'eau et 8 t/h pour la vapeur. Lors du fonctionnement en mode chauffage vapeur-eau, deux circuits indépendants sont formés dans la chaudière : le chauffage à vapeur et le chauffage à eau. Avec différentes activations des surfaces chauffantes, la production de chaleur et de vapeur peut changer tout en restant inchangée puissance totale chaudière L'inconvénient des chaudières vapeur-eau est l'impossibilité de réguler simultanément la vapeur et eau chaude. En règle générale, le fonctionnement de la chaudière est régulé par la libération de chaleur de l'eau. Dans ce cas, le débit de vapeur de la chaudière est déterminé par ses caractéristiques. Des régimes avec excès ou manque de production de vapeur peuvent apparaître. Pour utiliser l'excédent de vapeur sur la conduite d'eau du réseau, il est nécessaire d'installer un échangeur thermique vapeur-eau.

Le schéma de raccordement dépend du type de chaudières installées dans la chaufferie. ^ Les options suivantes sont possibles :

Chaudières à vapeur et à eau chaude ;

Chaudières à vapeur et à eau chaude ;

Chaudières à vapeur, pour le chauffage de l'eau et pour le chauffage de l'eau à vapeur ;

Chaudières pour le chauffage de l'eau et de l'eau à vapeur ;

Chaudières à vapeur et à vapeur d'eau.

Les schémas de raccordement des chaudières à vapeur et à eau chaude qui font partie de la chaufferie à vapeur et à eau sont similaires aux schémas précédents (voir Fig. 2.1 - 2.4).

Les schémas de raccordement des chaudières à vapeur et à eau dépendent de leur conception. Il y a 2 options :

je. Raccordement d'une chaudière de chauffage vapeur-eau avec chauffage de l'eau du réseau à l'intérieur du tambour de la chaudière (voir Fig. 2.5)

^ 1 – chaudière à vapeur et à eau ; 2 –ROU; 3 – conduite d'alimentation en vapeur ; 4 – canalisation de condensats ; 5 – dégazeur ; 6 – pompe d'alimentation; 7 – le HVO ; 8 Et 9 – PLTS et OLTS; 10 – pompe réseau; 11 – chauffe-eau intégré au tambour de la chaudière ; 12 – régulateur de température de l'eau dans PLTS ; 13 – régulateur d'appoint (régulateur de pression d'eau dans l'OLTS) ; 14 – pompe de maquillage.

^ Figure 2.5 – Schéma de raccordement d'une chaudière à vapeur-eau avec chauffage de l'eau du réseau à l'intérieur du tambour de la chaudière

Le chauffe-eau de chauffage intégré au tambour de la chaudière est un échangeur de chaleur à mélange (voir Fig. 2.6).

L'eau du réseau pénètre dans le ballon de la chaudière par le caisson de tranquillisation dans la cavité du caisson de distribution qui présente un fond perforé en gradins (guide et feuilles à bulles). La perforation fournit un jet d'eau vers le mélange vapeur-eau provenant des surfaces de chauffage par évaporation de la chaudière, ce qui conduit au chauffage de l'eau.

^ 1 – corps de tambour de chaudière ; 2 – l'eau de l'OLTS ; 3 Et 4 – l'arrêt et clapets anti-retour; 5 – collectionneur ; 6 – coffret apaisant ; 7 – boîte de distribution à fond perforé étagé ; 8 – fiche guide ; 9 – feuille à bulles ; 10 – mélange vapeur-eau provenant des surfaces chauffantes par évaporation de la chaudière ; 11 – retour de l'eau vers les surfaces chauffantes par évaporation ; 12 - sortie vapeur saturée dans le surchauffeur ; 13 – dispositif de séparation, par exemple tôle perforée au plafond 14 – une tranchée pour collecter l'eau du réseau ; 15 – l’approvisionnement en eau du PLTS ;.

^ Figure 2.6 – Chauffe-eau réseau intégré au tambour de la chaudière

La capacité calorifique de la chaudière Qk se compose de deux composantes (chaleur de l'eau chauffée du réseau et chaleur de la vapeur) :

Q К = M C (i 2 – i 1) + D П (i П – i ПВ), (2.1)

Où M C – débit massique eau du réseau chauffée ;

I 1 et i 2 – enthalpies de l'eau avant et après chauffage ;

D P – débit de vapeur de la chaudière ;

I P – enthalpie de la vapeur ;

Après transformation (2.1) :

. (2.2)

De l'équation (2.2) il résulte que la consommation d'eau chauffée M C et le débit de vapeur de la chaudière D P sont interdépendants : à Q K = const, avec une augmentation du débit de vapeur, la consommation d'eau du réseau diminue, et avec une diminution de la vapeur production, la consommation d’eau du réseau augmente.

Le rapport entre la consommation de vapeur et la quantité d'eau chauffée peut être différent, mais la consommation de vapeur doit être d'au moins 2 % de la masse totale de vapeur et d'eau pour permettre à l'air et aux autres phases non condensables de s'échapper de la chaudière.

II. Raccordements à une chaudière vapeur-eau avec chauffage de l'eau du réseau dans les surfaces chauffantes intégrées au conduit de la chaudière (voir Fig. 2.7)

Figure 2.7 – Schéma de raccordement d'une chaudière de chauffage vapeur-eau chauffée

eau du réseau dans les surfaces de chauffe intégrées au conduit de la chaudière

Dans la figure 2.7 : 11* - chauffe-eau du réseau, réalisé sous la forme d'un échangeur de chaleur surfacique intégré au conduit de fumée de la chaudière ; les symboles restants sont les mêmes que sur la figure 2.5.

Les surfaces de chauffe du réchauffeur réseau sont situées dans le conduit de la chaudière, à côté de l'économiseur, sous la forme d'un tronçon supplémentaire. DANS période estivale en cas d'absence charge de chauffage, le réchauffeur de réseau intégré sert de section économiseur.

^ 2.3 Structure technologique, puissance thermique et indicateurs techniques et économiques de la chaufferie

2.3.1 Structure technologique de la chaufferie

Les équipements de chaufferie sont généralement divisés en 6 groupes technologiques (4 principaux et 2 supplémentaires).

^ Aux principaux les groupes technologiques comprennent les équipements :

1) pour préparer le combustible avant la combustion dans la chaudière ;

2) pour la préparation de l'eau d'alimentation des chaudières et de l'eau d'appoint du réseau ;

3) pour la production de liquide de refroidissement (vapeur ou eau chauffée), c'est-à-dire chaudière-

Ghats et leurs équipements auxiliaires ;

4) préparer le liquide de refroidissement au transport dans le réseau de chaleur.

^ Parmi les supplémentaires les groupes comprennent :

1) équipement électrique de la chaufferie ;

2) systèmes d'instrumentation et d'automatisation.

Dans les chaufferies à vapeur, selon le mode de raccordement des chaudières aux unités de traitement thermique, par exemple aux réchauffeurs du réseau, on distingue les structures technologiques suivantes :

1. Centralisé, dans lequel la vapeur de toutes les chaudières est dirigée

Vers la ligne vapeur centrale de la chaufferie, puis distribuée vers les unités de traitement thermique.

2. En coupe, à laquelle chaque unité de chaudière fonctionne à un rythme complètement défini

Une unité de traitement thermique divisée avec la possibilité de commuter la vapeur vers des unités de traitement thermique adjacentes (situées à proximité). Équipements connectés par la possibilité de changer de forme partie chaufferie.

3. Structure de bloc, à laquelle chaque unité de chaudière fonctionne à un certain

Installation de traitement thermique divisée sans capacités de commutation.

^ 2.3.2 Puissance thermique de la chaufferie

Puissance thermique de la chaufferie représente la capacité calorifique totale de la chaufferie pour tous les types de fluides caloporteurs fournis par la chaufferie via réseau de chaleur consommateurs externes.

Il existe des capacités thermiques installées, en fonctionnement et de réserve.

^ Puissance thermique installée – la somme des puissances thermiques de toutes les chaudières installées dans la chaufferie lorsqu'elles fonctionnent en mode nominal (passeport).

Puissance thermique de fonctionnement – puissance thermique de la chaufferie lorsqu'elle fonctionne avec la charge thermique réelle à un instant donné.

DANS réserve de puissance thermique distinguer la puissance thermique de réserve explicite et latente.

^ Puissance thermique de réserve explicite – la somme des puissances thermiques des chaudières installées dans la chaufferie et à froid.

Puissance thermique de réserve latente– la différence entre la puissance thermique installée et celle en fonctionnement.

^ 2.3.3 Indicateurs techniques et économiques de la chaufferie

Les indicateurs techniques et économiques de la chaufferie sont répartis en 3 groupes : énergétique, économique Et opérationnel (travailleurs), qui visent ainsi à évaluer le niveau technique, l'efficacité et la qualité de fonctionnement de la chaufferie.

^ Indicateurs énergétiques de la chaufferie inclure:



. (2.3)

La quantité de chaleur générée par la chaudière est déterminée par :

Pour les chaudières à vapeur :

Où D P est la quantité de vapeur produite dans la chaudière ;

I P – enthalpie de la vapeur ;

I PV – enthalpie de l'eau d'alimentation ;

D PR – quantité d'eau de purge ;

I PR – enthalpie de soufflage d'eau.

^ Pour les chaudières à eau chaude :

, (2.5)

Où M C est le débit massique d'eau du réseau traversant la chaudière ;

I 1 et i 2 sont les enthalpies de l'eau avant et après chauffage dans la chaudière.

La quantité de chaleur obtenue lors de la combustion du carburant est déterminée par le produit :

, (2.6)

Où BK est la consommation de combustible dans la chaudière.

1. 
   La part de la consommation de chaleur pour propres besoins chaufferie(rapport entre la consommation absolue de chaleur pour les besoins propres et la quantité de chaleur générée dans la chaudière) :

, (2.7)

Où Q CH est la consommation thermique absolue pour les besoins propres de la chaufferie, qui dépend des caractéristiques de la chaufferie et comprend la consommation thermique pour la préparation de l'alimentation de la chaudière et de l'eau d'appoint du réseau, le chauffage et la pulvérisation du fioul, le chauffage du chaufferie, alimentation en eau chaude de la chaufferie, etc.

Les formules de calcul des postes de consommation de chaleur pour leurs propres besoins sont données dans la littérature

1. 
   Efficacité filet de chaudière, qui, contrairement à l'efficacité brut de la chaufferie, ne prend pas en compte la consommation de chaleur pour les besoins propres de la chaufferie :

, (2.8)

Où
- génération de chaleur dans la chaudière sans tenir compte de la consommation de chaleur pour ses propres besoins.

Prise en compte (2.7)

1. 
   Efficacité flux de chaleur, qui prend en compte les pertes de chaleur lors du transport des fluides caloporteurs à l'intérieur de la chaufferie dues au transfert de chaleur vers environnementà travers les parois des canalisations et fuites de liquide de refroidissement : η t n = 0,98÷0,99.
2. 
   ^ Efficacité éléments individuels schéma thermique de la chaufferie :

efficacité unité de réduction-refroidissement – ​​rangée η ;

Efficacité désaérateur d'eau d'appoint – η DPV ;

Efficacité réchauffeurs de réseau – η sp.

6. Efficacité chaufferie– produit d’efficacité tous les éléments, unités et installations qui forment diagramme thermique chaufferie, par exemple :

^ Efficacité chaufferie à vapeur qui fournit de la vapeur au consommateur :

. (2.10)

Efficacité d'une chaufferie à vapeur fournissant de l'eau du réseau chauffée au consommateur :

Efficacité chaufferie eau chaude :

. (2.12)

1. 
   Consommation spécifique carburant standard pour la production d'énergie thermique- masse de combustible équivalent dépensée pour générer 1 Gcal ou 1 GJ d'énergie thermique fournie aux consommateurs externes :

, (2.13)

Où B chat– consommation de combustible équivalent dans la chaufferie ;

Q otp– la quantité de chaleur fournie par la chaufferie au consommateur externe.

La consommation de combustible équivalent dans la chaufferie est déterminée par les expressions :

,
; (2.14)

,
, (2.15)

Où 7 000 et 29 330 sont la chaleur de combustion du carburant standard en kcal/kg de carburant standard. Et

KJ/kg poids standard

Après avoir remplacé (2.14) ou (2.15) dans (2.13) :

, ; (2.16)

. . (2.17)

Efficacité chaufferie
et consommation spécifique de carburant standard
sont les indicateurs énergétiques les plus importants de la chaufferie et dépendent du type de chaudières installées, du type de combustible brûlé, de la puissance de la chaufferie, du type et des paramètres des liquides de refroidissement fournis.

Dépendance des chaudières utilisées dans les systèmes d'alimentation en chaleur vis-à-vis du type de combustible brûlé :

^ Indicateurs économiques chaufferie inclure:

1. 
   Coûts d'investissement(investissements en capital) K, qui représentent la somme des coûts associés à la construction d'un nouveau ou à la reconstruction

chaufferie existante.

Les coûts d'investissement dépendent de la capacité de la chaufferie, du type de chaudières installées, du type de combustible brûlé, du type de liquide de refroidissement fourni et d'un certain nombre de conditions spécifiques (distance des sources de combustible, de l'eau, des autoroutes, etc.).

^ Structure approximative des coûts d'investissement :

Travaux de construction et d'installation – (53÷63)% K ;

Coûts d'équipement – ​​(24÷34)% K ;

Autres coûts – (13÷15)% K.

1. 
   Coûts d'investissement spécifiques k UD (coûts d'investissement par unité de puissance thermique de la chaufferie Q KOT) :

. (2.18)

Les coûts d'investissement spécifiques nous permettent de déterminer les coûts d'investissement attendus pour la construction d'une chaufferie de nouvelle conception
par analogie :

, (2.19)

Où - les coûts d'investissement spécifiques pour la construction d'une chaufferie similaire ;

- la puissance thermique de la chaufferie conçue.

1. 
   ^ Coûts annuels liés à la production d’énergie thermique comprennent :

les coûts du carburant, de l'électricité, de l'eau et des matériaux auxiliaires ;

Salaire et retenues connexes ;

Charges d'amortissement, c'est-à-dire transférer le coût des équipements au fur et à mesure de leur usure au coût de l'énergie thermique produite ;

Réparations en cours ;

Frais généraux de chaudière.



. (2.20)

1. 
   Coûts présentés, qui représentent la somme des coûts annuels associés à la production d'énergie thermique et de la part des coûts d'investissement déterminée par le coefficient standard d'efficacité des investissements E n :

. (2.21)

L'inverse de E n donne la période de récupération des coûts d'investissement. Par exemple, avec E n =0,12
période de récupération
(années).

Indicateurs de performance, indiquer la qualité de fonctionnement de la chaufferie et comprendre notamment :



. (2.22)


. (2.23)



. (2.24)

Ou en prenant en compte (2.22) et (2.23) :

. (2.25)

^ 3 APPROVISIONNEMENT EN CHALEUR PROVENANT DE Centrales de Cogénération

3.1 Le principe de génération combinée d’énergie thermique et énergie électrique

L'approvisionnement en chaleur des centrales thermiques est appelé chauffage urbain – approvisionnement en chaleur centralisé basé sur la production combinée (conjointe) d'énergie thermique et électrique.

Une alternative au chauffage urbain est la production séparée d'énergie thermique et électrique, c'est-à-dire lorsque l'électricité est produite dans des centrales thermiques à condensation (CHP), et énergie thermique- dans les chaufferies.

L'efficacité énergétique du chauffage urbain réside dans le fait que la chaleur de la vapeur rejetée par la turbine est utilisée pour générer de l'énergie thermique, ce qui élimine :

Perte de chaleur résiduelle de vapeur après la turbine ;

Combustion de combustible dans les chaufferies pour produire de l'énergie thermique.

Considérons la production séparée et combinée d'énergie thermique et électrique (voir Fig. 3.1).

1 – générateur de vapeur ; 2 – turbine à vapeur ; 3 – générateur électrique ; 4 – condensateur turbine à vapeur; 4* - chauffe-eau réseau ; 5 – pompe; 6 – PLTS ; 7 – OLTS ; 8 – pompe réseau.

Figure 3.1 – Production séparée (a) et combinée (b) d’énergie thermique et électrique

D Pour permettre d'utiliser la chaleur résiduelle de la vapeur évacuée dans la turbine pour les besoins d'apport de chaleur, elle est évacuée de la turbine avec un peu plus paramètres élevés que dans un condenseur, et à la place d'un condenseur vous pouvez installer un réchauffeur réseau (4*). Comparons les cycles d'IES et de CHP à

TS - un diagramme dans lequel l'aire sous la courbe indique la quantité de chaleur fournie ou évacuée par cycles (voir Fig. 3.2)

Figure 3.2 – Comparaison des cycles IES et CHP

Légende de la figure 3.2 :

1-2-3-4 Et 1*-2-3-4 – l'apport de chaleur dans les cycles des centrales électriques ;

1-2, 1*-2 – chauffer l'eau jusqu'à la température d'ébullition dans l'économiseur de la chaudière ;

^ 2-3 – l'évaporation de l'eau dans les surfaces chauffantes par évaporation ;

3-4 – surchauffe de la vapeur dans le surchauffeur ;

4-5 Et 4-5* - détente de la vapeur dans les turbines ;

5-1 – condensation de vapeur dans le condenseur ;

5*-1* - condensation de vapeur dans le réchauffeur du réseau ;

q e À– la quantité de chaleur équivalente à l'électricité produite dans le cycle IES ;

q e T– la quantité de chaleur équivalente à l'électricité produite dans le cycle de cogénération ;

q À– la chaleur de la vapeur évacuée à travers le condenseur vers l'environnement ;

q T– chaleur de la vapeur utilisée pour fournir de la chaleur à l'eau du réseau de chauffage.

ET
D'une comparaison des cycles, il s'ensuit que dans le cycle de chauffage, contrairement au cycle de condensation, il n'y a théoriquement aucune perte de chaleur de vapeur : une partie de la chaleur est dépensée pour produire de l'électricité, et la chaleur restante est utilisée pour l'approvisionnement en chaleur. Dans le même temps, la consommation de chaleur spécifique pour la production d'électricité diminue, ce qui peut être illustré par le cycle de Carnot (voir Fig. 3.3) :

Figure 3.3 – Comparaison des cycles CES et CHP à l'aide de l'exemple du cycle de Carnot

Légende de la figure 3.3 :

Tp– température d'apport de chaleur en cycles (température de la vapeur à l'entrée

Turbine);

Merci– température d'évacuation de la chaleur dans le cycle IES (température de la vapeur dans le condenseur) ;

Tt- température d'évacuation de la chaleur dans le cycle de cogénération (température de la vapeur dans le réchauffeur du réseau).

q e À , q e T , q À , q T- le même que sur la figure 3.2.

Comparaison de la consommation de chaleur spécifique pour la production d'électricité.

Indicateurs	IES	cogénération
La quantité de chaleur laisser tomber dans le cycle de l'IES et du CHP :	q P = Tp · ΔS	q P = Tp · ΔS
La quantité de chaleur équivalent électricité produite :	Ainsi, le chauffage par rapport à la production séparée d’énergie thermique et électrique permet : Exclusion des chaufferies dans les systèmes d'alimentation en chaleur. Diminuer consommation spécifique chaleur pour la production d’électricité. Centralisation de l'approvisionnement en chaleur (en raison de la grande puissance thermique des centrales thermiques), qui présente de nombreux avantages par rapport à la décentralisation (voir 1.3).